论文部分内容阅读
目前,矩形钢管混凝土结构由于其优越的性能正日益得到人们高度的重视和广泛的应用,然而近年来一些大地震的震害表明:钢管混凝土连接节点的震害比人们预计的要严重的多。由于节点形式的多样性和受力的复杂性,国内外对矩形钢管混凝土柱—梁连接节点方面的研究尚处于起步阶段,很不完善,尤其是对半刚性节点受力性能的研究。福州大学对加劲端板(SEP)连接节点和双T板(DST)连接节点的试验研究具有较高的参考价值,但它是建立在为数不多的缩尺模型试验基础上,且缺乏精确的有限元数值模拟,特别是节点在循环加载下的数值模拟与参数分析,所以无法直观地了解各细部受力情况。针对此问题,本文在总结其他学者研究的基础上,利用ANSYS强大的三维有限元模拟计算能力,针对双T板半刚性连接节点的具体情况及混凝土开裂与裂缝处理、普通螺栓连接及钢板屈服等问题,采用三维实体单元对以钢材、混凝土和螺栓等组成的节点进行了三维建模分析。具体讨论了钢梁—钢管混凝土柱全螺栓连接类节点(双T板连接节点)低周反复荷载作用下的受力性能,通过合理的单元选取和网格划分,较为精确地分析节点区应力分布,弥补了试验中无法直观地了解各细部受力情况的缺陷,并将理论分析与试验结果进行了比较分析。研究结果表明:(1)双T板连接节点破坏始自钢梁屈服,梁端加上下T板在加载过程中发生了较大的变形,与钢管混凝土柱连接的穿心螺栓发生松动或螺帽掉落,节点的T板的T形区和螺栓孔区,螺母和螺帽都是受力的集中部位,双T板和穿心螺栓是控制这种节点延性和极限承载力的关键。(2)节点的位移滞回环丰满,没有明显捏拢现象,耗能能力优良,适于地震地区使用。(3)轴压比因素对双T板半刚性节点水平承载力影响较大,轴压比越大,水平承载力越大。(4)双T板连接节点位移骨架曲线达到荷载峰值后都有较长的强化段,或轻微下降段,说明双T板节点具有良好的延性性能。(5)接近真实的三维有限元模拟,可弥补试验观察的不足,揭示试验无法观测到的细节,是对节点内部的应力变化情况深入了解的有效方法。论文通过分析ANSYS计算结果,对双T板半刚性节点提出了建设性的改进建议